Nghiên Cứu Xác Định Chế Độ Công Nghệ Hợp Lý Khi Phay Các Chi Tiết Hợp Kim Nhôm Thành Mỏng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích nghiên cứu xác định chế độ công nghệ hợp lý khi phay các chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Lê Mạnh Đức
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Vị
• Trường học: Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Xác Định Chế Độ Công Nghệ Hợp Lý Khi Phay Các Chi Tiết Hợp Kim Nhôm Thành Mỏng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH PHAY CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM THÀNH MỎNG
• 1.1. Tổng quan hợp kim nhôm và các chi tiết dạng thành mỏng
• 1.1.1. Giới thiệu về hợp kim nhôm
• 1.1.2. Đặc điểm hình học của các chi tiết thành mỏng
• 1.2. Tổng quan về quá trình phay và quá trình hình thành phoi
• 1.2.1. Giới thiệu về quá trình phay
• 1.2.2. Quá trình cắt khi phay
• 1.2.3. Các chuyển động cơ bản khi phay
• 1.2.4. Các thành phần của lớp bề mặt bị cắt khi phay
• 1.2.5. Các chỉ tiêu đánh giá tính gia công của vật liệu
• 1.2.6. Tính chất cơ học của vật liệu
• 1.2.7. Quá trình biến dạng và hình thành phoi
• 1.2.8. Mòn dụng cụ cắt
• 1.2.9. Chất lượng bề mặt gia công
• 1.2.10. Độ chính xác gia công
• 1.2.11. Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế về quá trình gia công chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI BIẾN DẠNG VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CÁC CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM A6061
• 2.1. Giới thiệu về hợp kim nhôm A6061
• 2.2. Phay chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng A6061
• 2.2.1. Tính gia công của hợp kim nhôm A6061
• 2.3. Nhám bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng tới nhám bề mặt khi phay chi tiết thành mỏng
• 2.3.1. Ảnh hưởng của chế độ cắt
• 2.3.2. Ảnh hưởng của vật liệu dụng cụ cắt và vật liệu gia công
• 2.3.3. Ảnh hưởng của chiến lược chạy dao khi phay các chi tiết thành mỏng
• 2.4. Giới hạn vấn đề nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT TỚI ĐỘ NHÁM BỀ MẶT VÀ BIẾN DẠNG CHI TIẾT KHI PHAY CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM THÀNH MỎNG
• 3.1. Thiết kế hệ thống thí nghiệm
• 3.1.1. Yêu cầu của hệ thống thí nghiệm
• 3.1.2. Hệ thống thí nghiệm
• 3.1.3. Chế độ công nghệ
• 3.1.4. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi
• 3.2. Kết quả và thảo luận
• 3.2.1. Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát tới biến dạng chi tiết khi phay chi tiết thành mỏng
• 3.2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát tới độ nhám bề mặt gia công
• KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Phay Hợp Kim Nhôm Thành Mỏng

Nghiên cứu về phay hợp kim nhôm thành mỏng là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí hiện đại. Các chi tiết dạng thành mỏng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không và máy chính xác. Việc gia công các chi tiết này đòi hỏi độ chính xác cao, đồng thời phải kiểm soát được biến dạng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa chế độ cắt khi phay nhôm, lựa chọn dao phay nhôm phù hợp và áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến để đạt được hiệu quả cao nhất. Mục tiêu cuối cùng là nâng cao năng suất, giảm chi phí sản xuất và cải thiện chất lượng bề mặt của sản phẩm. Theo nghiên cứu, việc hiểu rõ về ứng suất dư trong gia công là rất cần thiết để tránh các biến dạng sau gia công, đảm bảo chi tiết không bị loại bỏ sau khi lắp ráp.

1.1. Ứng Dụng Của Chi Tiết Hợp Kim Nhôm Thành Mỏng

Các chi tiết hợp kim nhôm thành mỏng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ vào ưu điểm về trọng lượng nhẹ, độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt. Trong ngành hàng không, chúng được dùng để chế tạo các bộ phận của máy bay, giúp giảm trọng lượng và tiết kiệm nhiên liệu. Trong ngành ô tô, các chi tiết này được sử dụng để sản xuất các bộ phận của khung xe, vỏ xe và các chi tiết nội thất. Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng trong sản xuất các thiết bị điện tử, đồ gia dụng và nhiều sản phẩm công nghiệp khác. Việc ứng dụng rộng rãi này thúc đẩy các nghiên cứu về công nghệ phay nhôm để đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng cao.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Chế Độ Cắt Phay Nhôm

Nghiên cứu chế độ cắt khi phay nhôm đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng và hiệu quả của quá trình gia công. Việc lựa chọn đúng các thông số như tốc độ cắt khi phay nhôm, lượng ăn dao khi phay nhôm và chiều sâu cắt khi phay nhôm ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt, độ chính xác kích thước và tuổi thọ của dao cụ. Các nghiên cứu tập trung vào việc xác định các thông số tối ưu để giảm thiểu biến dạng khi phay nhôm, rung động khi phay nhôm và cải thiện độ nhám bề mặt khi phay nhôm. Điều này giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp.

II. Thách Thức Khi Phay Hợp Kim Nhôm Thành Mỏng Giải Pháp

Quá trình phay hợp kim nhôm thành mỏng đối mặt với nhiều thách thức do tính chất vật liệu và hình dạng của chi tiết. Hợp kim nhôm có độ cứng thấp, dễ bị biến dạng trong quá trình gia công. Các chi tiết thành mỏng có độ cứng vững kém, dễ bị rung động và biến dạng do lực cắt. Điều này đòi hỏi các kỹ thuật gia công đặc biệt và các biện pháp kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt. Các nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các phương pháp kẹp chặt phôi hiệu quả, lựa chọn dao phay nhôm phù hợp và tối ưu hóa chế độ cắt khi phay nhôm để giảm thiểu các vấn đề này. Theo Lê Mạnh Đức, việc kiểm soát biến dạng là yếu tố then chốt để đảm bảo độ chính xác gia công.

2.1. Biến Dạng Và Rung Động Trong Quá Trình Phay Nhôm

Biến dạng khi phay nhôm và rung động khi phay nhôm là hai vấn đề chính ảnh hưởng đến chất lượng của chi tiết. Biến dạng có thể làm sai lệch kích thước và hình dạng của sản phẩm, trong khi rung động có thể gây ra độ nhám bề mặt khi phay nhôm cao và giảm tuổi thọ của dao cụ. Các nghiên cứu tập trung vào việc phân tích nguyên nhân gây ra biến dạng và rung động, từ đó đề xuất các giải pháp để giảm thiểu chúng. Các giải pháp bao gồm việc sử dụng các phương pháp kẹp chặt phôi hiệu quả, lựa chọn dao phay nhôm có độ cứng cao và thiết kế hình học tối ưu, cũng như điều chỉnh chế độ cắt khi phay nhôm để giảm lực cắt và rung động.

2.2. Ảnh Hưởng Của Ứng Suất Dư Đến Chất Lượng Chi Tiết

Ứng suất dư khi phay nhôm có thể gây ra biến dạng sau gia công, ảnh hưởng đến độ chính xác và tuổi thọ của chi tiết. Ứng suất dư được tạo ra do quá trình cắt gọt, làm thay đổi cấu trúc vật liệu và gây ra sự mất ổn định về hình dạng. Để giảm thiểu ảnh hưởng của ứng suất dư, các nghiên cứu tập trung vào việc điều chỉnh chế độ cắt khi phay nhôm, sử dụng các phương pháp gia công nguội và áp dụng các quy trình xử lý nhiệt sau gia công. Việc kiểm soát ứng suất dư là yếu tố quan trọng để đảm bảo chi tiết đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và có độ bền cao trong quá trình sử dụng.

III. Phương Pháp Tối Ưu Chế Độ Cắt Khi Phay Hợp Kim Nhôm

Để tối ưu hóa chế độ cắt khi phay nhôm, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu và phân tích khoa học. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng các phần mềm mô phỏng để dự đoán và đánh giá ảnh hưởng của các thông số cắt đến chất lượng sản phẩm, thực hiện các thí nghiệm thực tế để kiểm chứng kết quả mô phỏng và áp dụng các thuật toán tối ưu hóa để tìm ra chế độ cắt khi phay nhôm tối ưu. Các nghiên cứu cũng tập trung vào việc phát triển các mô hình toán học để mô tả mối quan hệ giữa các thông số cắt và các chỉ tiêu chất lượng như độ nhám bề mặt, độ chính xác kích thước và lực cắt. Việc áp dụng các phương pháp này giúp nâng cao hiệu quả của quá trình gia công và giảm thiểu chi phí sản xuất.

3.1. Sử Dụng Phần Mềm Mô Phỏng Quá Trình Phay

Phần mềm mô phỏng phay là công cụ hữu ích để dự đoán và đánh giá ảnh hưởng của các thông số cắt đến chất lượng sản phẩm. Các phần mềm này cho phép mô phỏng quá trình cắt gọt, tính toán lực cắt, nhiệt độ và biến dạng, từ đó giúp người dùng lựa chọn chế độ cắt khi phay nhôm phù hợp. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng giúp giảm thiểu số lượng thí nghiệm thực tế, tiết kiệm thời gian và chi phí nghiên cứu. Ngoài ra, phần mềm mô phỏng còn cho phép phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia công, từ đó đề xuất các giải pháp để cải thiện chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.2. Ứng Dụng Phương Pháp Taguchi Trong Tối Ưu Hóa

Phương pháp Taguchi là một công cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa chế độ cắt khi phay nhôm bằng cách xác định các thông số cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng sản phẩm. Phương pháp này cho phép thiết kế các thí nghiệm với số lượng ít nhất, từ đó giảm thiểu thời gian và chi phí nghiên cứu. Kết quả thí nghiệm được phân tích bằng các phương pháp thống kê để xác định các thông số cắt tối ưu và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến các chỉ tiêu chất lượng như độ nhám bề mặt, độ chính xác kích thước và lực cắt. Việc áp dụng phương pháp Taguchi giúp nâng cao hiệu quả của quá trình tối ưu hóa và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

IV. Ảnh Hưởng Của Chế Độ Cắt Đến Độ Nhám Bề Mặt Phay Nhôm

Độ nhám bề mặt khi phay nhôm là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm. Chế độ cắt khi phay nhôm có ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt, do đó việc lựa chọn đúng các thông số cắt là rất quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tốc độ cắt khi phay nhôm, lượng ăn dao khi phay nhôm và chiều sâu cắt khi phay nhôm đều có ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt. Việc tăng tốc độ cắt có thể làm giảm độ nhám bề mặt, nhưng cũng có thể làm tăng nhiệt độ và mài mòn dao cụ. Việc tăng lượng ăn dao và chiều sâu cắt có thể làm tăng năng suất, nhưng cũng có thể làm tăng lực cắt và độ nhám bề mặt. Do đó, cần phải lựa chọn các thông số cắt phù hợp để đạt được độ nhám bề mặt mong muốn.

4.1. Tốc Độ Cắt Và Ảnh Hưởng Đến Độ Nhám Bề Mặt

Tốc độ cắt khi phay nhôm là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi phay nhôm. Tốc độ cắt quá thấp có thể dẫn đến sự hình thành của các vết xước và rãnh trên bề mặt, làm tăng độ nhám. Tốc độ cắt quá cao có thể làm tăng nhiệt độ và mài mòn dao cụ, cũng như gây ra rung động và làm giảm chất lượng bề mặt. Do đó, cần phải lựa chọn tốc độ cắt phù hợp để đạt được độ nhám bề mặt mong muốn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tốc độ cắt tối ưu phụ thuộc vào loại vật liệu, loại dao cụ và các thông số cắt khác.

4.2. Lượng Ăn Dao Và Chiều Sâu Cắt Tối Ưu

Lượng ăn dao khi phay nhôm và chiều sâu cắt khi phay nhôm cũng có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt khi phay nhôm. Lượng ăn dao quá lớn có thể làm tăng lực cắt và gây ra rung động, làm tăng độ nhám bề mặt. Chiều sâu cắt quá lớn có thể làm tăng nhiệt độ và mài mòn dao cụ, cũng như gây ra biến dạng và làm giảm chất lượng bề mặt. Do đó, cần phải lựa chọn lượng ăn dao và chiều sâu cắt phù hợp để đạt được độ nhám bề mặt mong muốn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng lượng ăn dao và chiều sâu cắt tối ưu phụ thuộc vào loại vật liệu, loại dao cụ và các thông số cắt khác.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Phay Hợp Kim Nhôm A6061 Thành Mỏng

Hợp kim nhôm A6061 là một trong những loại hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến trong gia công cơ khí, đặc biệt là trong phay thành mỏng. Hợp kim này có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt và dễ gia công. Tuy nhiên, việc phay hợp kim nhôm A6061 thành mỏng vẫn đòi hỏi các kỹ thuật gia công đặc biệt để đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt. Các nghiên cứu đã tập trung vào việc xác định chế độ cắt khi phay nhôm tối ưu cho hợp kim A6061, lựa chọn dao phay nhôm phù hợp và áp dụng các phương pháp kẹp chặt phôi hiệu quả. Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu này giúp nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

5.1. Đặc Tính Gia Công Của Hợp Kim Nhôm A6061

Hợp kim nhôm A6061 có đặc tính gia công tốt, dễ cắt gọt và có độ bền cao. Tuy nhiên, hợp kim này cũng có độ dẻo cao, dễ bị biến dạng trong quá trình gia công. Do đó, cần phải lựa chọn chế độ cắt khi phay nhôm phù hợp để giảm thiểu biến dạng và đảm bảo độ chính xác. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng tốc độ cắt cao và lượng ăn dao nhỏ có thể giúp giảm biến dạng và cải thiện chất lượng bề mặt. Ngoài ra, việc sử dụng dung dịch trơn nguội khi phay nhôm cũng rất quan trọng để giảm nhiệt độ và mài mòn dao cụ.

5.2. Lựa Chọn Dao Phay Nhôm Phù Hợp Cho A6061

Việc lựa chọn dao phay nhôm phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của quá trình gia công. Các loại dao phay được làm từ vật liệu có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt và có hình học cắt tối ưu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng dao phay có lớp phủ bảo vệ có thể giúp giảm ma sát và nhiệt độ, kéo dài tuổi thọ của dao cụ và cải thiện chất lượng bề mặt. Ngoài ra, việc lựa chọn dao phay có số lượng me cắt phù hợp cũng rất quan trọng để đảm bảo năng suất và độ ổn định của quá trình gia công.

VI. Kết Luận Và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Phay Nhôm

Nghiên cứu về chế độ công nghệ tối ưu khi phay hợp kim nhôm thành mỏng đã đạt được nhiều tiến bộ quan trọng, giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và giải quyết để đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng cao. Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp gia công tiên tiến, tối ưu hóa thiết kế đồ gá phay nhôm, nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất dư khi phay nhôm và áp dụng các kỹ thuật phay 5 trục nhôm, phay 3 trục nhôm để gia công các chi tiết phức tạp. Việc tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển sẽ giúp ngành cơ khí Việt Nam nâng cao năng lực cạnh tranh và đáp ứng yêu cầu của thị trường.

6.1. Phát Triển Các Phương Pháp Gia Công Tiên Tiến

Việc phát triển các phương pháp gia công tiên tiến là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Các phương pháp này có thể bao gồm việc sử dụng các kỹ thuật phay tốc độ cao nhôm, phay tinh nhôm, phay thô nhôm, áp dụng các chiến lược chạy dao tối ưu và sử dụng các hệ thống điều khiển thông minh. Việc áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến giúp giảm thời gian gia công, giảm chi phí sản xuất và cải thiện chất lượng bề mặt.

6.2. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Ứng Suất Dư Và Biến Dạng

Nghiên cứu ảnh hưởng của ứng suất dư khi phay nhôm và biến dạng khi phay nhôm là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng để đảm bảo độ chính xác và tuổi thọ của chi tiết. Các nghiên cứu có thể tập trung vào việc phân tích nguyên nhân gây ra ứng suất dư và biến dạng, từ đó đề xuất các giải pháp để giảm thiểu chúng. Các giải pháp có thể bao gồm việc điều chỉnh chế độ cắt khi phay nhôm, sử dụng các phương pháp gia công nguội và áp dụng các quy trình xử lý nhiệt sau gia công.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH PHAY CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM THÀNH MỎNG 1. Tổng quan hợp kim nhôm và các chi tiết dạng thành mỏng 1.1 Giới thiệu về hợp kim nhôm Ngày nay nhôm là kim loại rất quan trọng trong đời sống của con người, nhưng về mặt lịch sử nhôm thuộc loại nguyên tố “trẻ”. Nhôm được tìm ra năm 1808, công lao ấy thuộc về Dauy.

Nhờ các phản ứng hóa học ông đã tách được nguyên tố kim loại nhẹ có màu sáng gọi là Alumin. Bắt đầu từ những năm 30 của thế kỷ 19 người ta đã sản xuất nhôm trên quy mô công nghiệp bằng phương pháp khoa học, tuy nhiên sản lượng hàng năm rất nhỏ. Từ năm 1854 đến 1890 toàn thế giới sản xuất được khoảng 200 tấn nhôm, vào năm 1890 nhôm được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch ôxít nhôm (Al2O3) nóng chảy trong Criolit (Na3AlF6). Chỉ trong vòng chín năm từ năm 1890 đến 1899 thế giới sản xuất được 2800 tấn nhôm.

Riêng năm 1930 sản lượng đạt tới 270.000 tấn, năm 1968 sản lượng nhôm là 8.200 tấn, từ năm 1960 hàng năm sản lượng tăng 15%, những năm gần đây chỉ tăng 5%/năm. Ngày nay khi nhịp độ sản xuất tăng lên mạnh hơn, vị trí của vật liệu kim loại này được đưa lên hàng thứ hai sau thép. Hợp kim nhôm đầu tiên ra đời vào năm 1906, đó là hợp kim do Alfred Weinmer tìm ra, hiện nay được phát triển thành các Đura (hợp kim nhôm biến dạng điển hình được dùng trong kỹ thuật hàng không) trên cơ sở Al-CuMg (có 95% Al, 4% Cu và 1% Mg) đang được sử dụng rộng rãi. Sản lượng và nhu cầu ứng dụng nhôm so với các kim loại kết cấu khác tăng lên không ngừng.

Những ưu điểm chính của nhôm là trọng lượng riêng nhỏ, độ dẫn điện dẫn nhiệt cao, khả năng chống ăn mòn trong nhiều môi trường khá tốt. Độ bền riêng của hợp kim nhôm khoảng 16,5 trong khi đó của thép là 15,4. Vì vậy khi ứng dụng hợp kim nhôm làm vật liệu kết cấu và khuôn mẫu nó tỏ ra có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 13 những ưu điểm lớn, về mặt trữ lượng nhôm nhiều hơn sắt, theo tính toán nhôm chiếm khoảng 8,8% còn sắt chỉ chiếm 5,1% trọng lượng vỏ trái đất. Nhôm là nguyên tố có dạng mạng tinh thể lập phương tâm mặt, có màu sáng bạc, và có những đặc điểm sau : - Khối lượng riêng nhỏ (2,8 g/cm3 ) chỉ khoảng 1/3 so với thép.

Do vậy làm giảm khối lượng kết cấu, chi tiết, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không, vận tải…. - Có tính chống mòn nhất định trong khí quyển do luôn có lớp màng ôxít (Al2O3) phủ trên lớp bề mặt có tính bảo vệ cao. - Có tính dẫn điện cao: tính dẫn điện kém hơn vàng, bạc, đồng Phân loại và kí hiệu của hợp kim nhôm Ký hiệu: Để ký hiệu các hợp kim nhôm người ta thường dùng hệ thống đánh số theo AA (Aluminum Association) của Hoa kỳ bằng xxxx cho loại biến dạng và xxx.x cho loại đúc, trong đó: - Số đầu tiên có các ý nghĩa sau. Loại biến dạng: 1xxx - nhôm sạch (≥ 99,0%) 2xxx - Al - Cu, Al - Cu – Mg 3xxx - Al – Mn 4xxx - Al – Si 5xxx - Al – Mg 6xxx - Al - Mg – Si 7xxx - Al - Zn – Mg, Al - Zn - Mg – Cu 8xxx - Al - các nguyên tố khác Loại đúc: 1xx.x - nhôm thỏi sạch thương phẩm, 2xx.x - Al – Cu 3xx.x - Al - Si - Mg, Al - Si – Cu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.x - Al – Si 5xx.x - Al – Mg 6xx.x - Al – Zn 8xx.

Ba số tiếp theo được tra theo bảng trong các tiêu chuẩn cụ thể. Để ký hiệu trạng thái gia công và hóa bền, các nước phương Tây thường dùng các ký hiệu sau. F: trạng thái phôi thô, O: ủ và kết tinh lại, H: hóa bền bằng biến dạng nguội, trong đó H1x (x từ 1 đến 9): thuần túy biến dạng nguội với mức độ khác nhau, H2x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ủ hồi phục, H3x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ổn định hóa, T: hóa bền bằng tôi + hóa già, trong đó T1: biến dạng nóng, tôi, hóa già tự nhiên, T3: tôi, biến dạng nguội, hóa già tự nhiên, T4: tôi, hóa già tự nhiên (giống đoạn đầu và cuối của T3), T5: biến dạng nóng, tôi, hóa già nhân tạo (hai đoạn đầu giống T1), T6: tôi, hóa già nhân tạo (đoạn đầu giống T4), T7: tôi, quá hóa già, T8: tôi, biến dạng nguội, hóa già nhân tạo (hai đoạn đầu giống T3), T9: tôi, hóa già nhân tạo, biến dạng nguội (hai đoạn đầu giống T6). TCVN 1659-75 có quy định cách ký hiệu hợp kim nhôm được bắt đầu bằng Al và tiếp theo lần lượt từng ký hiệu hóa học của nguyên tố hợp kim cùng chỉ số % của nó, nếu là hợp kim đúc sau cùng có chữ Đ.

Ví dụ AlCu4Mg là hợp kim nhôm chứa ~4%Cu, ~1%Mg. Với nhôm sạch bằng Al và số chỉ phần trăm của nó, ví dụ Al99, Al99,5. Đặc điểm hình học của các chi tiết thành mỏng Các chi tiết dạng thành mỏng thường được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm các lĩnh vực oto hàng không và máy chính xác. Nói chung, các chi tiết có độ dày trong khoảng từ 1 đến 5 mm được coi là chi tiết dạng thành mỏng (như hình 1.

Đặc biệt các chi tiết thành mỏng bằng hợp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 15 kim nhôm được sử dụng phổ biến trong ngành hàng không vì nó có nhiều ưu điểm, như: - Khối lượng của chi tiết dạng thành mỏng giảm đáng kể so với chi tết đặc mà vẫn đảm bảo các yêu cầu về độ chính xác cũng như đảm bảo khả năng chịu lực [1]. Sử dụng các chi tiết thành mỏng có thể loại bỏ tới 95% trọng lượng của khối chi tiết lắp ráp ban đầu [2]. - Sử dụng chi tiết dạng thành mỏng có thể giảm giá thành sản xuất nhờ việc giảm khối lượng lắp ráp, giảm vật liệu, giảm chi phí quản lý, giảm chi phí lưu kho. - Sử dụng chi tiết thành mỏng có thể tăng được độ chính xác tổng hợp của sản phẩm [1].

1 Chi tiết có dạng thành mỏng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc. Tổng quan về quá trình phay và quá trình hình thành phoi 1. Giới thiệu về quá trình phay Phay là một phương pháp gia công cắt đi một lớp kim loại (hay còn gọi là lượng dư gia công để tạo thành phoi) trên bề mặt của phôi để được chi tiết có hình dáng, kích thước, độ chính xác, độ bóng theo yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ. Quá trình đó được thực hiện trên các máy phay.

Phay là phương pháp gia công kim loại, có độ chính xác không cao hơn cấp 3-4 và độ bóng không hơn cấp 6, là một trong những phương pháp gia công đạt năng suất cao nhất. Bằng phương pháp phay người ta có thể gia công mặt phẳng, định hình phức tạp, rãnh then, cắt đứt, gia công mặt tròn xoay, trục then hoa, cắt ren, bánh răng… Phay có thể dùng để gia công tinh, gia công lần cuối để đạt được độ bóng, độ chính xác cao, dễ cơ khí hoá, tự động hoá, cho năng suất cao, dùng trong sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt và hàng khối. Số lượng nguyên công gia công cắt gọt đạt tới 60% - 70% công việc gia công cơ khí thì nguyên công phay cũng chiếm một tỷ lệ lớn. Máy phay có số lượng nhiều, chiếm tỷ lệ lớn và giữ một vị trí quan trọng trong các Nhà máy, Phân xưởng cơ khí.

Dao phay là loại dụng cụ cắt có nhiều lưỡi, trong quá trình cắt ngoài những đặc điểm giống quá trình cắt khi tiện, còn có những đặc điểm sau: - Dao phay có một số lưỡi cắt cùng tham gia cắt, nên năng suất cắt khi phay cao hơn khi bào. - Lưỡi cắt của dao phay làm việc không liên tục, cùng với khối lượng thân dao phay thường lớn nên điều kiện truyền nhiệt tốt. - Diện tích cắt khi phay thay đổi, do đó lực cắt thay đổi gây rung động trong quá trình cắt. - Do lưỡi cắt làm việc gián đoạn, gây va đập và rung động, nên khả năng tồn tại lẹo dao ít.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.2 Quá trình cắt khi phay Quá trình cắt kim loại thực chất là sử dụng dụng cụ hình chêm để hớt đi một lớp kim loại từ phôi. Lực tác dụng sinh ra do sự tương tác giữa dụng cụ cắt và phôi, đối với phương pháp phay thì sự tương tác đó là chuyển động quay của dao phay và sự cản trở lại chuyển động quay của phôi. Như vậy, lực tác dụng phải đủ lớn để tạo ra trong kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu gia công (khả năng liên kết giữa các tinh thể kim loại), đồng thời phải thắng được lực cản do ma sát trong quá trình gia công bao gồm: - Ma sát giữa các tinh thể kim loại khi trượt lên nhau; - Ma sát giữa phoi và mặt trước của dao trong quá trình tạo phoi; - Ma sát giữa bề mặt đã gia công với mặt sau của dao. Quá trình hình thành phoi đã được nhiều tác giả như: Trent, Wright [4], Zorev N.N và các đồng nghiệp [5], Doyle E.D [6], nghiên cứu với nhiều cách tiếp cận khác nhau.

Tất cả các nghiên cứu đó đều kết luận rằng khi chịu tác dụng của lực, kim loại bị biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo rồi biến dạng phá huỷ. 2 Quá trình hình thành phoi [5] Khi quá trình cắt xảy ra, trước tiên là các tinh thể kim loại bị dồn ép (nén), khi lực tác dụng vượt quá giới hạn bền của vật liệu thì các tinh thể kim loại bị trượt lên nhau và tách ra khỏi vật gia công tạo thành phoi. Quá trình biến dạng đó xảy ra trong một vùng mà ta có thể gọi là vùng tạo phoi (giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 18 hạn bởi đường cong OA, OE, hình 1. Trong vùng này có những mặt trượt OA, OB, OC, OD, OE.

Vật liệu gia công trượt theo những mặt đó, các tinh thể kim loại bị xếp chồng lên nhau. Tuỳ theo cấu trúc của vật liệu gia công, chế độ cắt mà có thể tạo ra phoi vụn, phoi xếp hay phoi dây.